淺談武定縣海綿城市

曾宇

摘要： 該文介紹了武定縣建設海綿城市中雨水生態調蓄池的設計方案，首先介紹了項目的概況與雨水調蓄池的設計目標，根據目標建立數學模型進行雨水調蓄池的計算，確定調蓄池容積及工藝流程，并對調蓄池平面、高程、池底防滲、駁岸、進出口及綠化如何設計，總結了一些經驗。

Abstract： This paper introduces the design scheme of the construction of city ecological rainwater storage tanks in Wuding county. Firstly， it introduces the general situation of the project and design goal， and according to the goal to establish a mathematical model for calculating the rainwater storage tank， determines storage tank volume and the process flow. And it has summed up some experiences about how to design the reservoir plane， elevation， bottom seepage， revetment， the export and import as well as green.

關鍵詞： 武定縣；海綿城市；雨水調蓄池；設計

Key words： Wuding County；sponge city；rainwater storage tank；design

中圖分類號：TL353+.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）14-0198-03

0 引言

武定縣在建設北部新城過程中，需要融入海綿城市的先進理念；在解決片區開發硬化后雨水徑流洪峰問題及初期雨水污染問題的同時打造片區相應生態景觀；這便是建設雨水調蓄池設計的初衷。如何在低影響開發的前提下建設生態的具有一定景觀功能的雨水調蓄池在當今國內城市建設中并不多見，本文通過項目實踐設計，提供了一些低影響開發條件下生態雨水調蓄池的設計思路和計算方法，并對相關關鍵性節點如何處理做了介紹。

1 項目概況

武定縣位于云南省的中部，楚雄州的東北部，東鄰昆明市祿勸縣，南與祿豐、富民毗鄰，西與元謀接壤，北與四川會理縣金沙江相望，全縣國土面積3322km2。

武定縣按照政府主導規劃，通過實施市政基礎建設使土地增值，高標準建設縣城北片區。該片區的建設使縣城從現有的3.8km2基礎上擴大3km2，達6.8km2。區域范圍內涉及8條道路和2條村莊進出口通道及一條河道與一座雨水調蓄池。雨水調蓄池屬于海綿城市的一個部分，對片區徑流雨水進行吸納，蓄滲和緩釋，能有效控制雨水徑流，對初期雨水的凈化也有一定作用。

新建雨水調蓄池位于北城大道以東，濱河路以西，烏龍河以北，武禪路以南規劃區域范圍之內，總占地約33.177畝，現狀多為耕地與荒地。（見圖1）現狀地坪標高為1708～1709.5m，在1707.0m以上為耕作土：主要由灰褐色粘性土及少量植物根系組成，結構松散，稍濕。耕土之下3m左右為粉質黏土：灰褐色，褐紅色，硬塑狀態，稍濕，稍有光澤，無搖振反應，干強度及韌性中等，局部含5～10%礫石。

2 設計方案

2.1 設計目標

雨水調蓄池是城市低影響開發技術的一種終端措施，其通過雨水入滲調控和地表徑流調控，實現雨水的資源化，可使水文循環向著有利于城市生態的方向發展。將雨水調蓄池這種綠色雨水基礎設施應用于城市雨水管理，可實現削減污染保護環境、促進雨水資源利用、削減城市地表徑流、美化景觀人文環境、培養公眾環保意識等多重功能，是生態、和諧、科學發展理念的生動體現。雨水調蓄池的功能具體體現如下：①凈化初期雨水。②用于削減城市地表徑流的峰值流量。③旱季蓄水再利用。④提高城市的景觀、生態環境。

2.2 計算過程

當用于削減峰值流量時，雨水調蓄設施的調蓄量應根據內澇防治設計重現期標準和地區徑流量控制標準的要求，通過比較雨水調蓄工程上下游的流量過程線，采用下列數學模型確定：

V=？蘩■■[Qi（t）-Qo（t）]dt

式中：

V——調蓄量或調蓄池有效容積（m3）；

Qi——調蓄設施上游設計流量（m3/s）；本調蓄池匯水面積約為：55hm2，按2年一遇重現期計算；

Qo——調蓄設施下游設計流量（m3/s）；下游出口流量擬按雙排d600管道滿流進行假定，排水坡度0.005；

T——降雨歷時（min）。

根據計算，得出V=15660m3。

2.3 工藝流程

雨水調蓄池工藝流程為：市政管網—進水（設置細格柵條）—緩沖沉淀池—平流式潛流濕地—調蓄池—出水—烏龍河。雨水調蓄池設計考慮三段式設計，第一段為緩沖沉淀池，主要功能為削減初期徑流雨水動能，沉淀消減SS；第二段為平流式潛流濕地，通過碎石填料與植物根莖的凈化作用消減初期雨水中的污染物；第三段為調蓄區，主要功能為消減洪峰調蓄并兼顧景觀功能。

2.4 調蓄池平面設計

調蓄池布置于武定縣武禪路、北城大道、烏龍河與濱河路邊界范圍內，正常水面面積為13969m2，池底面積為12057m2。第一段為緩沖沉淀區，水面面積為1400m2，有效水深為1.0-1.5m；第二段為平流潛流濕地，水面面積3927m2，有效水深1.0-1.5m；第三段為調蓄區，水面面積為8642m2，有效水深1.5-1.8m。調蓄池有效容積為23540m3。平面布置，結合道路與河道平面規劃，最大化設置水面面積，合理銜接調蓄池與周邊道路及河道邊界。利用規劃邊界面積，考慮曲折繞行布置，增加調蓄池內水力停留時間。

擬建調蓄池設計容積為23540m3，計算調蓄池需要最小容積為15660m3；23540m3>15660m3，滿足容積要求。

2.5 調蓄池豎向設計

豎向控制因素主要為：市政進水雨水管道標高、烏龍河河底標高、烏龍河水位標高控制。本次設計主軸線縱斷高程控制為：市政管網—進水—緩沖沉淀池（0.003坡度控制）—平流式潛流濕地（0.003控制）—調蓄池（低于潛流濕地0.3m，平坡）—出水—烏龍河。調蓄池高程設計盡量平緩自然，避免折角棱角出現。（見圖2）

2.6 進水口消能設計

進水由武禪路d1650管道提供，雨水進入調蓄池考慮設置八字型出口。出水口端布置鋼筋混凝土仿木樁，樁徑為Φ290-Φ310mm之間，小端制成30cm長的尖頭，樁長2-2.5m；利用挖機鏟背貫入設計地面至持力層。仿木樁地上高度控制在60cm左右。仿木樁貫入之后，考慮60cm的手擺換填片石，片石體積不大于30cm×30cm。

2.7 出水口水位控制設計

出水口設計考慮分高程出水，按高、中、低三種高度分級。最低級為放空管道，作用是排空調蓄池內水體，最低級雙排d600管底標高；第二級為常水位控制出口；第三級為最高水位控制出口。

2.8 駁岸設計

考慮兩種形式的駁岸設計，駁岸A為三維生態護坡袋駁岸，駁岸B為自然放坡駁岸，駁岸A考慮設置在坡比小于1：1.5情況下采用，駁岸B為自然放坡，坡比不小于1：2.5，結合現場不同情況，周邊地形進行放坡。

①三維生態護坡是集土木工程結構、綠化、環保、節能降耗于一體，由具備特殊功能及特定技術參數要求的組件構成。組件主要包括：生態袋、扎口帶、縫袋線及滿足多向排水功能與強度要求的網肋型聯結扣等。

②生態袋：以聚丙烯為主要原料，具有抗紫外線、抗酸堿鹽、抗微生物侵蝕、透水不透土等功能。采用無紡針刺工藝經單面燒結制成，袋體材料不含對環境有危害性影響的聯苯胺等23種禁用的可分解芳香胺成分；生態袋材料質量≥100g/m2，對植物非常友善，植物根莖能自由穿透袋體快速生長。

2.9 池底防滲設計

池底防滲做法分三段，以潛流濕地進出水擋墻為界進行劃分，分為沉淀池防滲、潛流濕地防滲、主調蓄池防滲。

根據表1內容比選分析，結合武定實際情況，選定調蓄池池底防滲做法。

①沉淀池防滲自上而下做法為：

卵礫石30cm；HDPE土工膜；厚粗砂10cm；黏土夯實80cm（壓實度93%）。

②潛流濕地防滲自上而下做法為：

HDPE土工膜；厚粗砂10cm；黏土夯實80cm（壓實度93%）。

③主調蓄池防滲自上而下做法為：

卵礫石30cm；厚粗砂10cm；黏土夯實80cm（壓實度93%）。

2.10 植物選擇

植物設計充分考慮其四維特點，即景隨四季，四季有景。依據片區的景觀格局分布，植物配置劃分為色葉植物區、觀花植物區、香花植物區、水生植物區等。在主入口處以色葉植物為主，入口廣場景觀在季節的轉換中形成時空的律動。水生植物區與自然融合，在潛流濕地去采用彩色水生植物形成斑斕的花帶，展現喧囂城市中一座“靜謐花園”的主題。

①基調樹種：香樟、水杉、雞嗉子、楓香；

②骨干樹種：四季桂、藍花楹、烏桕、二喬玉蘭、紫薇；

③灌木及地被：大花美人蕉、紅葉石楠、紫鴨跖草；

④水生植物：蒲葦、水生美人蕉、千屈菜、黃菖蒲、再力花。

3 結束語

武定雨水調蓄池的設計，是海綿城市建設的一種體現，亦屬于海綿城市的一個內容。它能夠一定限度地消減徑流，提高片區排水能力，同時還能改善初期徑流雨水的污染。因此，片區雨水調蓄池實施是十分必要的。通過武定縣城生態雨水調蓄池的建設，就像片區建設的一塊海綿，能吸水、滯水、凈水也能排水。

參考文獻：

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